2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of nitrogen fixing property and overgrowth mechanism of toxic cyanobacteria in view of environmental behavior of molybdenum
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17H04588
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
藤井 学 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 特任准教授 (30598503)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
名尾 祐美 (長濱祐美) 茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室), 湖沼環境研究室, 技師 (00618506)
吉村 千洋 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (10402091)
菊地 哲郎 茨城県霞ケ浦環境科学センター(湖沼環境研究室、大気・化学物質研究室), 湖沼環境研究室, 技師 (50453965)
伊藤 紘晃 熊本大学, くまもと水循環・減災研究教育センター, 助教 (80637182)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 藍藻毒 / 窒素固定 / 微量栄養素 / 増殖特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
モリブデンや鉄などの微量栄養素は、毒性藍藻類の窒素固定や毒素生産特性と密接にかかわっている。本研究では、室内培養試験ならびに国内外の野外調査を通して、微量栄養素が藍藻毒の発生や藍藻の増殖に及ぼす影響を明らかにすることを目的とする。平成30年度の研究では、前年度に引き続き培養試験を継続することで、毒性藍藻類Raphidiopsis raciborskiiの増殖特性と窒素固定特性に及ぼす栄養素の影響を明らかにした。窒素固定（ニトロゲナーゼ酵素）に重要な鉄やモリブデンなどの微量栄養素に加え、主栄養塩である窒素の利用性が増殖・代謝特性に及ぼす影響を対象とした。その結果、微量栄養素欠乏下において窒素固定活性（アセチレン還元法）は低下したものの、毒素株（ＣＳ５０６）は無毒素株（ＣＳ５０９）と比較して、高い増殖速度を維持することができ、毒素株が窒素固定などのストレス環境下において優位である可能性が示唆された。また、昼夜通して行われる窒素固定活動は無毒素株より毒素株の方が高かった。以上の培養試験結果は、窒素や微量栄養素制限下における毒性藍藻類の生態的優位性を示している可能性がある。また、平成30年度における研究においても、国内外における野外調査（夏季を中心に）を継続して実施した。基礎水質項目に加え、微量金属濃度、栄養塩濃度、有機物濃度、毒素濃度、光合成活性等の観測データを取得し、さらに16s rRNAメタバーコーディングによる藍藻組成（属レベル）データを取得した。後述の通り、次年度の研究において観測データをとりまとめ、藍藻毒の発生と水質・環境パラメータの因果関係についての考察を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成30年度の研究では、室内培養系において毒素生産が栄養制限状態での増殖や窒素固定に及ぼす影響を明らかにし、また、国内外における野外調査を継続して観測データを取得できたことから、研究進捗はおおむね順調であると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成31年度の研究では、前年度までに得られた観測データ（国内関東近郊、豪州シドニー等）を取りまとめ、統計解析（NMDS, PCA等）や機械学習等を通して、藍藻類組成と水質（毒素や微量金属等）の関連性を評価する。さらに、室内試験結果も考慮することにより、毒性藍藻類の発生と水質・環境パラメータの因果関係ついての考察を行う。
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